JPH02205579A - 被包装体の緩衝方法並びにその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発泡合成樹脂体よりなる包装体における素材
の使用量や被包装体に包装体を外装させた状態における
全容積である梱包才数を減少させるとともに、クリープ
の促進を防止して外装体となる、例えば段ボール箱と包
装体の間に隙間が生じるおそれを−なくして輸送時等に
おいて被包装体の固定機能が損なわれることのないよう
にした電気製品等の被包装体の緩衝方法並びにその装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来から、電気製品等の被包装体の、例えば上下面の四
隅等には発泡合成樹脂体よりなる包装体をあてがって外
装体となる段ボール箱等にいれ、外部から付加される荷
重等から該被包装体を緩衝することは一般的に行なわれ
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

このとき用いられる発泡合成樹脂体よりなる包装体の荷
重付加方向における厚みや被包装体を支持する面の大き
さ等は被包装体の大きさや重量、更には一般的な落下高
さや許容加速度から以下のように決定されている。

まず、この包装体に利用する発泡合成樹脂体の上に上方
から荷重を落下させてえられた単位面積あたりの荷重、
即ち動的応力σａ　　（ｋｇ／ＣＩＪ）を縦軸に、その
荷重による縮み等の歪（％）を横軸にとってあられした
第８図に示すグラフを利用し、この両者の関係と横軸間
の面積、即ち図中ハツチングを施して示した部分であら
れされる各歪における単位体積あたりのエネルギー吸収
量Ｕｄ　（ｋｇ・ｃａｍ／ｃｄ）を今度は縦軸に、その
ときの各歪を横軸にとって第９図に示すグラフを形成し
、更には前記した動的応力σ４とこの単位体積あたりの
エネルギー吸収量ＵｄＯ比で示される緩衝係数、即ちＣ
ｄ＝σ、　／Ｕｄで示される数値を縦軸に、そのときの
各歪を横軸にとって第１０図に示すグラフをえる。

又、第１１図に示すように電気製品等の被包装体ａの、
例えば上下面の四隅等にあてがう図中すとして示す包装
体の緩衝面積Ａ（ｃｌｉ）、即ち図中矢印Ｃ方向で示す
荷重付加方向に対して被包装体ａを支持する部分の面積
並びに包装体の緩衝厚みＴ（Ｃｕｔ）　、即ち同じく矢
印Ｃ方向で示す荷重付加方向における厚みは、それぞれ
Ａ＝Ｗ−Ｇ／σ４、Ｔ＝Ｃｄ−Ｈ／Ｇで示される。ここ
で、Ｃは許容加速度であって、これは付加される荷重が
許容の範囲内にあるように個々の被包装体に応じて決定
されるものである。

そして、この許容加速度Ｇは重力加速度９８０（ｄ／ｓ
）の倍数であられされる。又、Ｈは落下高さ（ＣＩ）、
Ｗは被包装体ａの重量（ｋｇ）を示している。

そして、第８．９．１０図に示したグラフと前記した算
出式を用いて所望の緩衝効果を有する包装体すの大きさ
を設計するのであるが、このとき−殻内に素材の使用量
や被包装体に包装体を外装させた状態における全容積で
ある梱包才数を最小にするため、Ｃｄで示される緩衝係
数の最小値とこのときにおける動的応力σ６値が利用さ
れている。

ここで、より素材の使用量や梱包才数の低減を計るには
前記の式Ａ＝Ｗ−Ｇ／σ、　、Ｔ＝Ｃｄ−Ｈ／Ｇより、
緩衝係数Ｃｄを小さく、且つこのときにおける動的応力
σ４を大きくすることが考えられるが、緩衝係数Ｃｄは
動的応力σ４とこのときにおける単位体積あたりのエネ
ルギー吸収量ｔＪｄの比であるから、第１０図中に一点
鎖線で示すように緩衝係数Ｃｄを小さくするには、動的
応力０４以上に単位体積あたりのエネルギー吸収量であ
るＵｄを大きくする必要性がある。このため、初期歪に
おける単位体積あたりのエネルギー吸収量Ｕｄが大きい
素材、即ち第８図中に一点鎖線で示すような応力−歪線
特性を有する素材を用いるのが効果的となる。

このように初期歪における単位体積あたりのエネルギー
吸収量Ｕｄを大きく、即ち初期圧縮応力を高くして圧縮
初期における単位体積あたりのエネルギー吸収量を大き
くするため、素材の改良等が種々検討されているが、発
泡合成樹脂体の有する特性上、大きな効果かえられてい
ないのが現状である。

〔課題を解決するための手段〕

こうした状況から、本出願人は第８図中に一点鎖線で示
したように初期歪における単位体積あたりのエネルギー
吸収量を大きくすること、即ち初期圧縮応力を高（して
圧縮初期の単位体積あたりのエネルギー吸収量を大きく
するには、どのようにすればよいか鋭意検討した結果、
包装体における荷重付加方向に異種の素材を埋設し、こ
の素材を荷重の付加に対しである応力地点で座屈させる
ようにすれば初期圧縮応力を高めうることに想い到り、
本発明に至ったのである。そして、本発明は、発泡合成
樹脂体よりなる包装体における荷重付加方向に埋設され
た座屈材を座屈させることにより、該包装体によって包
装された被包装体を外部から付加された荷重から緩衝す
ることを特徴とする被包装体の緩衝方法を要旨とする。

このとき、座屈材としては、仮ばね又は段ボールを利用
することが適宜考慮される。

又、こうした方法を具体化するためには、発泡合成樹脂
体よりなる包装体における荷重付加方向に座屈材を埋設
してなる被包装体の緩衝装置を提供せんとするにある。

そして、このときにも座屈材としては、板ばね又は段ボ
ールを利用することが考慮される。

〔作　用〕

而して、こうした被包装体の緩衝装置を電気製品等の被
包装体の上下面の四隅等に前記座屈材が上下方向に向い
た位置関係になるようにあてがって外装体となる、例え
ば段ボール箱にいれ、仮りにこうした梱包物を移送する
際に落下させる等した場合に生ずる外部からの荷重の付
加に対してます座屈材を座屈させ、もって緩衝装置にお
ける初期圧縮応力を高くして圧縮初期の単位体積あたり
のエネルギー吸収量を大きくし、不意の荷重の付加に対
して被包装体を緩衝するものである。又、梱包後、時間
経過とともにクリープが促進されるのを、包装体におけ
る荷重付加方向に埋設した座屈材が防止して外装体とな
る、例えば段ボール箱と包装体の間に隙間が生じること
がなく、輸送時等において被包装体の固定機能を良好に
維持するのである。

〔実施例〕

本発明の被包装体の緩衝方法の詳細をその緩衝装置をも
とにして更に添付の図面にもとづき説明する。

第１〜３図には本発明に係る被包装体の緩衝装置の一例
をそれぞれ示している。これは、発泡合成樹脂体、例え
ば発泡ポリスチレンや発泡ポリプロピレン等の発泡ポリ
オレフィン系樹脂体よりなる包装体１における荷重付加
方向、図示したものでは上下方向に後述する座屈材を埋
設してなるものである。ここで、図示したものは電気製
品等の被包装体の上面又は下面に当接して該被包装体を
支持する部分のみを示しているが、−殻内には、例えば
第１図中に一点鎖線で示すようにこの支持する部分の相
隣接した二辺に支持壁を立設し、略正方体状又は略長方
体状の被包装体の上下面の四隅に該支持する部分を上下
面に位置づけるとともに、被包装体の側面に支持壁を添
わせた状態であてがったり、又はこの支持する部分の三
辺に支持壁を立設し、被包装体の上下面の両側に前記と
同様にしてあてがって使用されるものである。そして、
こうした包装体１の少なくとも被包装体を支持する部分
における上下の荷重付加方向には、第１図に示すような
金属製の板ばねからなる座屈材２を上下のほぼ該荷重付
加方向に沿って埋設している。こうした座屈材２の包装
体１中への埋設は、型内成形時に成形用金型内に座屈材
を挿入して包装体１の成形時に同時に行ったり、成形時
に挿入部を設けて成形後にこの挿入部に挿入したり、又
は後工程で挿入部を切削加工等により設けてこの挿入部
に挿入したりすることで行なうものである。

座屈材２として板ばねを用いた場合、その端部が被包装
体に直接接触して損傷を及ぼすことがないように少なく
とも被包装体を支持する部分、図示したものでは上面に
露出することがないよう配慮がなされている。次に、第
２図に示したものはこうした仮ばねからなる座屈材２を
十字状に配して設けた例を、第３図に示したものは仮ば
ねを四角筒状に配した例をそれぞれ示している。

而して、こうした被包装体の緩衝装置を電気製品等の被
包装体の上下面の四隅等に前記少なくとも被包装体を支
持する部分に位置する座屈材２が上下方向に向いた位置
関係になるようにあてがって外装体となる、例えば段ボ
ール箱にいれ、仮りにこうした梱包物を移送する際に落
下させる等した場合に生ずる外部からの荷重の付加に対
してます座屈材を座屈させ、もって緩衝装置における初
期圧縮応力を高（して圧縮初期の単位体積あたりのエネ
ルギー吸収量を大きくし、不意の荷重の付加に対して被
包装体を緩衝するものである。

次に、これら座屈材２を埋設していない従来の第４図に
示すような包装体３として発泡ポリプロピレンの発泡倍
率４５倍成形品と第５図（イ）に示すように同じく発泡
ポリプロピレンの発泡倍率４５倍成形品よりなる包装体
１中に第５図（ロ）に示すように間隔をあけて配した三
枚のライナー４・・・の間にそれぞれ中芯５，５を介在
させてなる、所謂へＢフルートと称される一枚の段ボー
ルを座屈材２として荷重付加方向に埋設した緩衝装置の
比較実験例を第６．７図に示している。第６図には、こ
れら包装体３と包装体１中に座屈材２を埋設した緩衝装
置の上に上方から荷重を落下させてえられた単位面積あ
たりの荷重、即ち動的応力σ。

（ｋｇ／ｃ＋ａ）を縦軸に、その荷重による縮み等の歪
（％）を横軸にとったグラフを示し、図中実線で示され
るのが従来法による包装体、破線で示されるのが本発明
による緩衝装置である。このグラフからもわかるように
、本発明による緩衝装置はある応力地点、図示したもの
では動的応力σ４が２゜５〜３．０（ｋｇ／ｃｆｆｌ）
　、歪が６０％前後で座屈材２を座屈させるようにした
ため、初期圧縮応力が高くなって圧縮初期の単位体積あ
たりのエネルギー吸収量が大きくなることが実験値の上
からも裏づけられている。

第７図には、まず第６図の両者の関係と横軸間の面積で
あられされる単位体積あたりのエネルギー吸収量Ｕｄ　
（ｋｇ−ｃｓ＋／　ｃｊ）を縦軸に、そのときの各歪（
％）を横軸にとって、図中ｄに従来法による包装体を、
又図中ｅに本発明による緩衝装置をそれぞれ示し、次い
で前記第６図に示した動的応力σ４とこの単位体積あた
りのエネルギー吸収量ＵｄＯ比で示される緩衝係数、即
ちＣｄ＝σ、　／Ｕｄで示される数値を縦軸に、そのと
きの各歪（％）を横軸にとって図中ｆに従来法による包
装体を、又図中ｇに本発明による緩衝装置をそれぞれ示
している。これらのグラフから、本発明による緩衝装置
は初期圧縮応力が高くなることによって、圧縮初期にお
ける単位体積あたりのエネルギー吸収量Ｕｄも又大きく
なり、緩衝係数Ｃｄが小さくなる。そして、結果として
、素材の使用量や被包装体に包装体を外装させた状態に
おける全容積である梱包才数の低減が計れるのである。

又、−殻内に発泡合成樹脂体はこれに荷重を付加した状
態にしておくと時間経過とともに歪が大きくなってゆく
、所謂クリープ現象が発生するため、設計時において静
的圧縮応力についても考慮する必要性があるが、この初
期圧縮応力を高めることによって、クリープの促進をも
防止できることが判明した。

例えば、発泡ポリエチレンの発泡倍率２７倍成形品の場
合、３ケ月で歪が５％以内という条件を想定したときに
は静的圧縮応力を０．１　ｋｇ／ｃｄ以内におさえる必
要性がある。尚、この数値は高温側になるに２れて、更
に小さくなっていく、このため、緩衝係数Ｃｄの最小値
を利用した最適な設計に限界が生じるおそれがある。

このことは、包装体の荷重付加方向における緩衝面積、
即ち荷重付加方向に対して被包装体を支持する部分の面
積をＡ（ｃｄ）、被包装体の重量をＷ　（ｋｇ）とした
ときに、次式から緩衝係数Ｃｄの最小値Ｃｄｍ１ｎを用
いた許容加速度Ｇの下限が算出される。ここで、許容加
速度Ｇは前記したように重力加速度９８０（ｃ１ａ／ｓ
）の倍数であられされる数値である。

Ａ＝Ｗ−Ｇ／σ４からσ、＝Ｗ−Ｇ／Ａ＝σ・Ｇという
式かえられる。ここで、σとして示されるのが静的応力
であって、これはσ＝σ、／Ｇとして示される。この式
に、発泡ポリエチレンの発泡倍率２７倍成形品の緩衝係
数Ｃｄの最小値Ｃｄｍ１ｎにおける動的応力σ４値であ
る２、８をいれると、０゜１　＞２．８／Ｇとなって、
Ｇ　＞２．８１０．１　＝２８となり、素材の使用量あ
るいは梱包才数を最小にできる最適な設計において許容
加速度Ｇの下限値は２８となる。したがって、これ以下
の数値での設計を行うためには、包装体においては前記
した緩衝面積Ａを増大させ、且つ緩衝厚み、即ち荷重付
加方向における包装体の厚みを増大させなければ対処し
えなくなる。しかしながら、本発明による緩衝装置を用
いたときには、動的応力における初期圧縮応力を高めう
ることから、静的圧縮応力も又高めうるため、クリープ
の促進が防止され、これによって許容加速度Ｇが２８以
下になる場合であっても、緩衝係数Ｃｄの最小値Ｃｄｍ
１ｎを利用した最適な設計が可能となるのである。具体
的には、これによって、梱包後、時間経過とともにクリ
ープが促進されるのを、包装体における荷重付加方向に
埋設した座屈材が防止して外装体となる、例えば段ボー
ル箱と包装体の間に隙間が生じることがなく、輸送時等
において被包装体の固定機能を良好に維持するのである
。

図示した実施例にかかわらず、座屈材として、仮ばねや
ＡＢフルートと称される段ボールを用いるのに代えて、
他の中芯が一層だけの段ボール、板紙等のやや厚手の紙
、合成樹脂製の板体、ばね性を有しない薄手の金属板等
を利用することができる。又、包装体として、側面に一
側にのみ開口した開口部を設け、この開口部に電気製品
等の被包装体の側端を挿入するようにしたものを利用す
ることも可能である。

〔発明の効果］ 以上のようになる本発明にあっては、発泡合成樹脂体よ
りなる包装体における荷重付加方向に埋設した座屈材を
座屈させることによって、初期圧縮応力を高くして圧縮
初期の単位体積あたりのエネルギー吸収量を大きくした
から、素材の使用量ｌ被包装体に包装体を外装させた状
態における全容積である梱包才数を減少させて梱包物の
小型化を計ることができる。又、梱包後、時間経過とと
もにクリープが促進されるのを、包装体における荷重付
加方向に埋設した座屈材が防止して外装体となる、例え
ば段ボール箱と包装体の間に隙間が生じることがなく、
輸送時等において被包装体の固定機能を良好に維持する
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る被包装体の緩衝装置を示す斜視図
、第２．３図はそれぞれ他の実施例を示す斜視図、第４
図は従来の包装体を示す斜視図、第５図（イ）は比較実
験に用いる本発明の緩衝装置を示す斜視図、第５図（ロ
）は座屈材として用いる段ボールの説明図、第６図は動
的応力と歪との関係を示すグラフ、第７図は単位体積あ
たりのエネルギー吸収量と歪並びに緩衝係数と歪との関
係をそれぞれ示すグラフ、第８図は動的応力と歪との関
係を示す簡略グラフ、第９図は単位体積あたりのエネル
ギー吸収量と歪との関係を示す簡略グラフ、第１０図は
緩衝係数と歪との関係を示す簡略グラフ、第１１図は被
包装体を包装体で包装した状態の簡略説明図である。 １：包装体、２：座屈材、３：包装体、４ニライナー、
５：中芯。 第１図 旨 ど 玉（％） ＊（：ｌ＞ 生（％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）発泡合成樹脂体よりなる包装体における荷重付加方
   向に埋設された座屈材を座屈させることにより、該包装
   体によって包装された被包装体を外部から付加された荷
   重から緩衝することを特徴とする被包装体の緩衝方法。 ２）座屈材として、板ばね又は段ボールを利用してなる
   特許請求の範囲第１項記載の被包装体の緩衝方法。 ３）発泡合成樹脂体よりなる包装体における荷重付加方
   向に座屈材を埋設してなる被包装体の緩衝装置。 ４）座屈材として、板ばね又は段ボールを利用してなる
   特許請求の範囲第３項記載の被包装体の緩衝装置。